Malfunzionamenti comuni e metodi di manutenzione per interruttori a bassa tensione montati su pali

Malfunzionamenti Comuni e Metodi di Manutenzione per Interruttori a Media Tensione da Pila

Gli interruttori a media tensione da pila, come dispositivi di protezione chiave nelle reti di distribuzione, sono ampiamente utilizzati in punti di connessione, segmentazione e ramificazione delle linee aeree a 10kV. Operando a lungo termine in ambienti esterni difficili, affrontano molteplici sfide, tra cui il degrado delle prestazioni elettriche, l'usura dei componenti meccanici e l'impatto dei fattori ambientali.

Caratteristiche Strutturali e Principio di Funzionamento degli Interruttori a Media Tensione da Pila

Gli interruttori a media tensione da pila adottano una struttura a tre fasi su posti, caratterizzata da dimensioni compatte, peso leggero, ottime prestazioni di interruzione e stabilità. La loro struttura principale è composta da tre parti: il corpo dell'interruttore, il meccanismo di manovra e il controller intelligente. Il corpo dell'interruttore è composto da interruttori a vuoto, componenti conduttori e posti isolanti; il meccanismo di manovra, tipicamente a molla o a magnete permanente, è responsabile dell'esecuzione delle operazioni di apertura e chiusura; il controller intelligente integra funzioni di protezione e interfacce di comunicazione, consentendo il controllo remoto e l'isolamento dei guasti.

Il principio di funzionamento degli interruttori da pila segue un processo di "rilevamento, giudizio, esecuzione". Quando si verificano sovraccarichi, cortocircuiti o guasti a terra nella linea, i trasformatori di corrente e di tensione incorporati raccolgono i segnali di guasto. Il controller determina il tipo di guasto in base ai parametri preimpostati e poi attiva il meccanismo di manovra per eseguire l'operazione di apertura, interrompendo la corrente di guasto. Gli interruttori da pila intelligenti moderni presentano anche funzioni di riacceso multiple, capaci di eliminare rapidamente i guasti entro 25 ms, raggiungendo capacità di autoguarigione nelle reti di distribuzione.

Malfunzionamenti Elettrici Comuni e Metodi di Manutenzione

• Impossibilità di Chiusura: L'impossibilità di chiusura è uno dei problemi elettrici più comuni negli interruttori da pila, manifestandosi come incapacità di eseguire le operazioni di chiusura. Le cause principali includono la disconnessione del circuito di controllo, la perdita di alimentazione, bobine di chiusura danneggiate e unità di sgancio non bloccate.

• Impossibilità di Apertura: L'impossibilità di apertura si verifica quando l'interruttore non può aprirsi normalmente durante un guasto della linea, portando facilmente a guasti a monte e a interruzioni di energia estese. Le cause comuni includono guasti alle bobine di apertura, contatti difettosi dei fusibili del circuito di controllo, impostazioni errate dei parametri di protezione e fallimento del dispositivo di aggancio meccanico.

• Malfunzionamento: Il malfunzionamento si riferisce all'interruzione automatica dell'interruttore senza un guasto, causato principalmente da impostazioni di protezione errate, isolamento cattivo nei circuiti secondari (due punti di messa a terra), guasti ai sensori e interferenza elettromagnetica.

• Degrado delle Prestazioni Isolanti (Perdite): Questo guasto si manifesta come un calo delle prestazioni isolanti, comune in ambienti umidi e sporchi. Le cause includono l'invecchiamento dei materiali isolanti, il danno alle guarnizioni e l'ingresso di umidità interna.

Malfunzionamenti Meccanici Comuni e Metodi di Manutenzione

• Inceppamento del Meccanismo di Manovra: L'inceppamento del meccanismo di manovra è la principale manifestazione di malfunzionamenti meccanici negli interruttori da pila, comunemente verificantesi in ambienti umidi e polverosi. Le cause includono la ruggine dei componenti, collegamenti di trasmissione allentati o deformati, accumulo insufficiente di energia nelle molle e fallimento dei dispositivi di apertura/chiusura.

• Bruciatura dei Contatti e Contatto Cattivo: Si manifesta con superfici di contatto ossidate o usurate, portando a un aumento della resistenza di contatto e a un'eccessiva salita di temperatura. Le cause includono l'operazione a sovraccarico, pressione di contatto insufficiente, qualità scadente del materiale di contatto e vibrazioni meccaniche che causano contatti instabili.

• Calo del Vuoto negli Interruttori a Vuoto: Si manifesta con una ridotta capacità di spegnimento dell'arco e una maggiore propensione alla riaccesa dell'arco. Le cause includono l'invecchiamento delle guarnizioni, il danno alle campane dovuto a impatti meccanici e la vaporizzazione del materiale a causa dell'interruzione a lungo termine di correnti elevate.

• Degrado dei Posti Isolanti: Si manifesta con un calo delle prestazioni isolanti, comune in ambienti sporchi e umidi. Le cause includono l'invecchiamento delle falde in silicone, l'accumulo di sporco sulla superficie dei posti in porcellana e vuoti o crepe interni.

Malfunzionamenti di Adattabilità Ambientale e Metodi di Manutenzione

• Invecchiamento delle Guarnizioni: L'invecchiamento delle guarnizioni è un problema comune negli interruttori da pila che operano a lungo termine all'esterno, manifestandosi come perdita di gas SF₆ o ingresso di umidità. Le cause includono l'esposizione prolungata agli UV, i cambiamenti di temperatura e lo stress meccanico.

• Guasto per Flashover da Inquinamento: Si manifesta con scariche superficiali sui posti, comune in ambienti sporchi e umidi. Le cause includono la diminuzione dell'idrofobia delle falde in silicone, l'accumulo di sporco sulla superficie e una distanza di strisciamento insufficiente.

• Corrosione e Deformazione della Carenatura: Si manifesta con ruggine superficiale o deformazione strutturale interna della carenatura, influendo sull'ermeticità e sulla stabilità meccanica del dispositivo. Le cause includono l'esposizione prolungata a ambienti umidi e corrosivi, lo stress meccanico o l'installazione impropria.

Monitoraggio Intelligente e Manutenzione Preventiva

Gli interruttori da pila moderni hanno raggiunto l'integrazione dei sistemi primario e secondario, incorporando FTU (Feeder Terminal Units) digitali. Attraverso interfacce digitali, è possibile monitorare in tempo reale parametri come la corrente di fase, la corrente zero-sequence e lo stato dell'isolamento, consentendo avvisi anticipati di guasto e isolamento rapido. I sistemi di monitoraggio intelligente possono registrare automaticamente i dati dei guasti e trasmettere le informazioni ai centri di smistamento tramite interfacce di comunicazione, permettendo al personale di manutenzione di comprendere prontamente lo stato del dispositivo.